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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106271281A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201610859096.6(22)申请日2016.09.27(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人张铁周仁义(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍(51)Int.Cl.B23K37/02(2006.01)B25J9/16(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种复杂异型工件自动焊接轨迹生成系统及方法(57)摘要本发明公开了一种复杂异型工件自动焊接轨迹生成系统,包括工作台、用于固定工件的工件支撑回转台、实现工件三轴移动的工件装夹系统、机器视觉测量系统、触控显示屏,运动控制系统,所述的工件支撑回转台和工件装夹系统设置在工作台上;所述触控显示屏与运动控制系统电路连接,并通过安装手臂固定在工作台一侧,所述机器视觉测量系统通过机器视觉测量系统支撑台固定在工作台上用于根据获取的工件图像获得焊接轨迹;所述的运动控制系统包括运动控制器,用于驱动焊接机械手进行相应的轮廓焊接。本发明还公开了一种复杂异型工件自动焊接轨迹生成方法。本发明具有适应工件种类多、生成轨迹快、焊接质量高等优点。CN106271281ACN106271281A权利要求书1/3页1.一种复杂异型工件自动焊接轨迹生成系统,其特征在于:包括工作台、用于固定工件的工件支撑回转台、实现工件三轴移动的工件装夹系统、机器视觉测量系统、触控显示屏,运动控制系统,所述的工件支撑回转台和工件装夹系统设置在工作台上,所述的工件支撑回转台包括竖直设置在工作台(1)上的旋转伺服电机(18)、连接所述旋转伺服电机(18)输出轴的旋转夹具(19);所述触控显示屏与运动控制系统电路连接,并通过安装手臂固定在工作台一侧,所述机器视觉测量系统通过机器视觉测量系统支撑台固定在工作台(1)上,并通过以太网口与工控机通信,用于根据获取的工件图像获得焊接轨迹;所述的运动控制系统包括运动控制器,通过通信线与工控机进行数据的传输与读取,用于结合生成的焊接轨迹发送运动脉冲到各伺服电机,驱动焊接机械手进行相应的轮廓焊接。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述的工件装夹系统由下至上依次包括固定在工作台(1)上的X向驱动气缸(15)、通过气缸安装架(14)竖直设置在X向驱动气缸(15)移动部上的Z向驱动气缸、设置在所述Z向驱动气缸移动部上的Y向驱动气缸,所述Y向驱动气缸的前端设置有机械手。3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于:所述的Z向驱动气缸包括相互平行设置的第一Z向驱动气缸(11)和第二Z向驱动气缸(13),所述的所述Y向驱动气缸包括相互平行设置的第一Y向驱动气缸(10)和第二Y向驱动气缸(12),所述第一Y向驱动气缸(10)的前端设置有第二机械手(20),后端设置在第一Z向驱动气缸(11)上,所述第二Y向驱动气缸(12)前端设置有第一机械手(17),后端设置在第二Z向驱动气缸(13)上。4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于:所述工件支撑回转台的两侧分别设置有用于放置工件的预装工位(3)和冷却工位(16),所述的预装工位(3)、冷却工位(16)与工件支撑回转台的间距与第一Z向驱动气缸(11)和第二Z向驱动气缸(13)的间距相同。5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述的机器视觉测量系统包括固定在机器视觉测量系统支撑台上的相机驱动气缸(4)、相机组件,所述相机组件由上至下包括相机(7)、镜头(8)、光源(21),所述相机组件通过相机固定件(9)与相机驱动气缸(4)的活动端相连接。6.一种基于权利要求1至5中任一项所述系统的复杂异型工件自动焊接轨迹生成方法,其特征在于,包括步骤:(1)相机组件获取工件图像,并对所获取的图像进行预处理后提取外形轮廓得到数据点;(2)将获得的数据点进行NURBS拟合,从而获得焊接轨迹;(3)运动控制系统结合生成的焊接轨迹发送相应运动脉冲到各伺服电机,驱动焊接机械手进行相应的轮廓焊接。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述的步骤(1)具体包括:(11)获取工件图像,运用Halcon对图像进行分离、腐蚀、提取骨架处理;(12)将与焊接轨迹无关的图像噪声区域剔除;(13)获得亚像素进度下的图像轮廓;(14)获取图像轮廓的数据点。2CN106271281A权利要求书2/3页8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述的步骤(12)具体包括:(121)设定面积上下阈值;(122)计算联通区域的阈值;(123)将面积阈值之外的面积灰度值设为0;(124)设定宽度上下阈值;(125)计算剩余连通区域的宽度;(126)将宽度阈值